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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
MATHEMATICAL ENGINEERING - INGEGNERIA MATEMATICA
Insegnamento
LABORATORY OF ASTROPHYSICS 1
INP5070433, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
MATHEMATICAL ENGINEERING - INGEGNERIA MATEMATICA (Ord. 2015)
IN2191, ordinamento 2015/16, A.A. 2017/18
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Curriculum MATHEMATICAL MODELLING FOR ENGINEERING AND SCIENCE [001PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese LABORATORY OF ASTROPHYSICS 1
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (ICEA)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ROBERTO RAGAZZONI

Mutuante
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
SC03119283 LABORATORIO DI ASTROFISICA 1 ROBERTO RAGAZZONI SC1173

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative FIS/05 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 32 18.0
LEZIONE 4.0 32 68.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/10/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
7 Commissione Laboratorio di Astrofisica 1 2018-2019 01/10/2018 30/11/2019 RAGAZZONI ROBERTO (Presidente)
MAGRIN DEMETRIO (Membro Effettivo)
VIOTTO VALENTINA (Supplente)
6 Commissione Laboratorio di Astrofisica 1 17-18 01/10/2017 30/09/2018 RAGAZZONI ROBERTO (Presidente)
MAGRIN DEMETRIO (Membro Effettivo)
VIOTTO VALENTINA (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di Fisica e Astronomia a livello del Corso di Laurea in Astronomia.
Conoscenze e abilita' da acquisire: L'obiettivo dell'insegnamento è quello di offrire una panoramica dei concetti basilari dei prinicipali sviluppi tecnologici necessari per ottenere i telescopi astronomici operanti da terra e dallo spazio allo stato dell'arte attuale, con enfasi nel dominio ottico e vicino infrarosso.
Modalita' di esame: Esame orale sui contenuti dell'insegnamento discussi a lezione.
Criteri di valutazione: Lo studente deve essere in grado di 1) risolvere semplici problemi di tracciamento dei raggi marginali e principali utilizzando tecniche differenziali; 2) di scrivere semplici relazioni matematiche per descrivere i principali sensori di fronte d'onda; 3) di spiegare qualitativamente il funzionamento dei principali rivelatori a basso flusso di luce utilizzati in astronomia.
Contenuti: 1) Ottica di base e sistemi ottici: Riassunto dei principi base dell'ottica e della formazione dell'immagine. Natura della luce e geometria delle lenti sottili e delle sezioni coniche. Concetto di immagine stigmatica e non stigmatica. Copie ottiche e invariante di Lagrange. Importanza della posizione e della dimensione dello stop in un sistema ottico ed relativi effetti sulle proprietà ottiche dell'intero sistema.
2) Telescopi a due specchi: Configurazioni Schwarzschild, Cassegrain, Gregorian e Ritchey-Chretienne. Il problema del fondo per le immagini astronomiche, in particolare nell'infrarosso. Definizione delle porzione termica e non termica dello spettro infrarosso. Vignettamento e campo di vista nei telescopi di tipo Cassegrain. Sovradimensionamento e sottodimensionamento dello specchio secondario allo scopo di evitare il background termico prodotto dal suolo. Collimazione e re-imaging della pupilla. Differenza fra immagini prodotte da specchi parabolici e sferici e nel caso di uno schema tipo Arecibo. Esempi di telescopi e strumentazione che applica i diversi concetti studiati.
3) Ottica attiva e adattiva: Definizioni base, turbolenza atmosferica, spettro di Kolmogorov, angolo isoplanatico, parametro di Fried, frequenza di Greenwood
Concetto di loop aperto e loop chiuso. Effetti su specchi deformabili e sensori di fronte d'onda. Sensore a quattro quadranti, sensibilità ed effetto del rumore Poissoniano. Sensori per la misura degli alti ordini di aberrazione: sensore di Shack-Hartman, sensore a piramide e sensore a curvatura. Concetto di ottica adattiva multiconiugata. Approcci 'star' e 'layer oriented'. Concetto di ottica adattiva con campi di vista multipli. Specchi deformabili.
4) Rivelatori: Charge Coupled Devices Detectors, principi di funzionamento e parametri base. Efficienza quantica, trasferimento di carica, rumore di lettura. Effetti sul rumore Poissoniano apparente. Concetto di L3CCD.
5) Esperienze in laboratorio di ottica: Esperienza dello spot di Poisson. Simulazione di turbolenza e formazione delle speckles.
6) Esperienza al telescopio Galileo di Asiago: Interferometria speckle allo scopo di aumentare la risoluzione nel caso di stelle binarie non risolte a causa della turbolenza atmosferica.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni con slide ed alla lavagna. Esperimenti ottici sono realizzati in laboratorio mediante piccoli gruppi. Esperienze notturne al telescopio di Asiago dove sono utilizzati uno o due esperimenti realizzati dagli studenti nei laboratori.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Le presentazioni PowerPoint delle lezioni sono rese disponibili agli studenti. Testo di riferimento.
Testi di riferimento:
  • Daniel J Schroeder, Astronomical Optics. San Diego: Academic Press, 2000. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Working in group
  • Questioning
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Industria, innovazione e infrastrutture